背景及概述

3,3,3-三氟丙酸及其衍生物，包括3,3,3-三氟丙醛、3,3,3-三氟丙酸酯和3,3,3-三氟丙醇等是一類新型的含氟精細(xì)化學(xué)品，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。3,3,3-三氟丙酸是含氟醫(yī)藥、農(nóng)藥和聚合物合成的重要中間體，也是一種優(yōu)良的催化劑，還是具有特殊用途的高級(jí)溶劑。

3,3,3-三氟丙酸的性質(zhì)

3,3,3-三氟丙酸為無色、有毒、有腐蝕的液體，3,3,3-三氟丙酸能與水和各種有機(jī)溶劑互溶，此外氨基酸、多肽化合物和聚酯類高分子等在3,3,3-三氟丙酸中有很好的溶解性。由于3,3,3-三氟丙酸的CF3基團(tuán)強(qiáng)吸電子性，使3,3,3-三氟丙酸呈現(xiàn)較強(qiáng)的酸性，其酸性與氫氟酸相當(dāng)。

制備

3,3,3-三氟丙酸可經(jīng)氫化鋰鋁或硼氫化鈉還原成三氟丙醛或三氟丙醇，也可在Rh/C催化劑存在下加氫還原為三氟丙醇。在強(qiáng)堿條件下3,3,3-三氟丙酸的CF3基團(tuán)不穩(wěn)定，易發(fā)生水解反應(yīng)，因此3,3,3-三氟丙酸無法由三氟丙酸酯在堿性條件下水解而得，但可在酸性條件下水解制備。3,3,3-三氟丙酸的鋰鹽在格式試劑存在下可降解成單氟烯酸，單氟烯酸是一種重要的單氟中間體[1]，3,3,3-三氟丙酸其合成反應(yīng)式如下圖：

圖1 3,3,3-三氟丙酸的合成反應(yīng)式

應(yīng)用

三氟甲基合成砌塊

近年來，由含氟砌塊合成含氟化合物有了很大的發(fā)展，尤其是含CF3基團(tuán)的砌塊，因其具有強(qiáng)大的親脂性、重要的生理活性、難以直接氟化獲得的特點(diǎn)，因而在含氟砌塊中具有特殊的意義。含氟有機(jī)化合物深受國內(nèi)外研究人員的關(guān)注，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、材料、農(nóng)藥等領(lǐng)域。3,3,3-三氟丙酸及其衍生物作為一類新型的三氟甲基合成砌塊在含氟化合物的合成研究中成為熱點(diǎn)，在含氟醫(yī)藥、農(nóng)藥和聚合物的合成中得到越來越多的應(yīng)用。

反應(yīng)催化劑

3,3,3-三氟丙酸是具有較強(qiáng)酸性的有機(jī)酸，以3,3,3-三氟丙酸作催化劑可以應(yīng)用于許多反應(yīng)，如芳族化合物的烷基化、?；?、烯烴的聚合和調(diào)聚反應(yīng)等。專利文獻(xiàn)報(bào)道了在金屬鋅粉和3,3,3-三氟丙酸的混合催化劑存在下，對(duì)主鏈?zhǔn)潜江h(huán)的聚合物進(jìn)行高效的氯甲基化接枝，可進(jìn)一步合成聚合物陰離子交換膜。另有專利文獻(xiàn)則報(bào)道了在3,3,3-三氟丙酸陰離子催化劑存在下，多異氰酸酯的異氰酸酯基團(tuán)三聚合成聚異氰酸酯，聚異氰酸酯是制備聚氨酯朔料和聚氨酯涂料中非常有用的原材料[1]。3,3,3-三氟丙酸也可用于羥基和氨基的官能團(tuán)保護(hù)，由于酰化反應(yīng)可在溫和條件下完成，而生成的酯或酰胺又很容易用水或醇處理而使三氟丙酰基離去，這在碳水化合物和核酸化學(xué)研究中有著非常重要的應(yīng)用。

特殊溶劑

3,3,3-三氟丙酸具有強(qiáng)大的親脂性和較強(qiáng)的酸性，能滿足某些對(duì)親脂性和酸性都有要求的特殊情況。有專利報(bào)道了將3,3,3-三氟丙酸加入到液-質(zhì)連用色譜的流動(dòng)相中，提升了色譜對(duì)縮氨酸、堿性藥物分子分析的兼容性和靈敏性。還有專利則報(bào)道將聚酯聚合物溶解于3,3,3-三氟丙酸中，借助氟的核磁共振可分析聚合物中的乙烯基端的濃度。

結(jié)語

目前，我國對(duì)含氟羧酸類化合物的開發(fā)主要集中于三氟乙酸、三氟乙酸酯和三氟乙醛等，而對(duì)于3,3,3-三氟丙酸、3,3,3-三氟丙酸酯和3,3,3-三氟丙醛等新型含三氟甲基羧酸類化合物的研究仍處于空白，制約著我國含氟脂肪族化學(xué)品的進(jìn)一步發(fā)展。3,3,3-三氟丙酸及其衍生物主要應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和聚合物領(lǐng)域，作為催化劑和特殊溶劑也已有一定的應(yīng)用，預(yù)計(jì)今后其用途將不斷擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

[1] EP2006274 A1, 2008 ;